Abstract The recent emergence of B.1.1.529, the Omicron variant 1,2 , has raised concerns of escape from protection by vaccines and therapeutic antibodies. A key test for potential countermeasures against B.1.1.529 is their activity in preclinical rodent models of respiratory tract disease. Here, using the collaborative network of the SARS-CoV-2 Assessment of Viral Evolution (SAVE) programme of the National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), we evaluated the ability of several B.1.1.529 isolates to cause infection and disease in immunocompetent and human ACE2 (hACE2)-expressing mice and hamsters. Despite modelling data indicating that B.1.1.529 spike can bind more avidly to mouse ACE2 (refs. 3,4 ), we observed less infection by B.1.1.529 in 129, C57BL/6, BALB/c and K18-hACE2 transgenic mice than by previous SARS-CoV-2 variants, with limited weight loss and lower viral burden in the upper and lower respiratory tracts. In wild-type and hACE2 transgenic hamsters, lung infection, clinical disease and pathology with B.1.1.529 were also milder than with historical isolates or other SARS-CoV-2 variants of concern. Overall, experiments from the SAVE/NIAID network with several B.1.1.529 isolates demonstrate attenuated lung disease in rodents, which parallels preliminary human clinical data.

The Omicron (B.1.1.529) variant of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was initially identified in November 2021 in South Africa and Botswana, as well as in a sample from a traveller from South Africa in Hong Kong1,2. Since then, Omicron has been detected globally. This variant appears to be at least as infectious as Delta (B.1.617.2), has already caused superspreader events3, and has outcompeted Delta within weeks in several countries and metropolitan areas. Omicron hosts an unprecedented number of mutations in its spike gene and early reports have provided evidence for extensive immune escape and reduced vaccine effectiveness2,4–6. Here we investigated the virus-neutralizing and spike protein-binding activity of sera from convalescent, double mRNA-vaccinated, mRNA-boosted, convalescent double-vaccinated and convalescent boosted individuals against wild-type, Beta (B.1.351) and Omicron SARS-CoV-2 isolates and spike proteins. Neutralizing activity of sera from convalescent and double-vaccinated participants was undetectable or very low against Omicron compared with the wild-type virus, whereas neutralizing activity of sera from individuals who had been exposed to spike three or four times through infection and vaccination was maintained, although at significantly reduced levels. Binding to the receptor-binding and N-terminal domains of the Omicron spike protein was reduced compared with binding to the wild type in convalescent unvaccinated individuals, but was mostly retained in vaccinated individuals. Sera from unvaccinated, vaccinated, and previously infected and vaccinated individuals show reduced neutralizing and spike protein-binding activity towards the Omicron (B.1.1.529) variant of SARS-CoV-2 compared to other variants.

Blighted Gotham Deaths caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in New York City (NYC) during the spring of 2020 have vastly exceeded those reported in China and many other countries. What were the early events that led to such a severe outbreak? Gonzalez-Reiche et al. sampled some of the early patients seeking assistance in February and March of 2020 at the Mount Sinai Health System. Phylogenetic analysis of virus sequences in these people, who were drawn from across NYC, showed that the virus had been independently introduced many times from Europe and elsewhere in the United States. Subsequent clusters of community transmission occurred. The focus of infection in NYC is a marker of the role this city plays as a two-way hub for human movement. Science this issue p. 297

Abstract The recent incursion of Highly Pathogenic Avian Influenza A (H5N1) virus into North America and subsequent dissemination of virus across the continent, has had significant adverse impacts on domestic poultry, and has led to widespread mortality in many wild bird species. Here we report the recent spillover of H5N1 into marine mammals in the northeastern United States, with associated mortality on a regional scale. This spillover is coincident with a second wave of H5N1 in sympatric wild birds also experiencing regional mortality events. Viral sequences derived from both seal and avian hosts reveal distinct viral genetic differences between the two waves of infection. Spillover into seals was closely related to virus from the second wave, and one of eight seal-derived sequences had the mammalian adaptation PB2 E627K. One-Sentence Summary An outbreak of H5N1 in New England seals is the first known population-scale mammalian mortality event associated with the emerging highly pathogenic avian influenza clade 2.3.4.4b.

Abstract For efficient cell entry and membrane fusion, SARS-CoV-2 spike (S) protein needs to be cleaved at two different sites, S1/S2 and S2’ by different cellular proteases such as furin and TMPRSS2. Polymorphisms in the S protein can affect cleavage, viral transmission, and pathogenesis. Here, we investigated the role of arising S polymorphisms in vitro and in vivo to understand the emergence of SARS-CoV-2 variants. First, we showed that the S:655Y is selected after in vivo replication in the mink model. This mutation is present in the Gamma Variant Of Concern (VOC) but it also occurred sporadically in early SARS-CoV-2 human isolates. To better understand the impact of this polymorphism, we analyzed the in vitro properties of a panel of SARS-CoV-2 isolates containing S:655Y in different lineage backgrounds. Results demonstrated that this mutation enhances viral replication and spike protein cleavage. Viral competition experiments using hamsters infected with WA1 and WA1-655Y isolates showed that the variant with 655Y became dominant in both direct infected and direct contact animals. Finally, we investigated the cleavage efficiency and fusogenic properties of the spike protein of selected VOCs containing different mutations in their spike proteins. Results showed that all VOCs have evolved to acquire an increased spike cleavage and fusogenic capacity despite having different sets of mutations in the S protein. Our study demonstrates that the S:655Y is an important adaptative mutation that increases viral cell entry, transmission, and host susceptibility. Moreover, SARS-COV-2 VOCs showed a convergent evolution that promotes the S protein processing.